(57)【要約】【課題】  従来、酸素を浴室に供給して、快適な入浴を楽しもうとした場合、ジェットバスシステム等の大掛かりなシステムが必要であるという課題を有していた。【解決手段】  酸素富化装置を制御する制御手段と、酸素運転を入力できる入力手段とを有し、外部入力装置のスイッチを押すだけで、追焚き循環回路に混入させた酸素富化空気を追焚きアダプタより噴出させる酸素運転を行う構成とすることで、安価なシステムで入浴者が手軽に酸素運転を入浴中に楽しむことができる構成としたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプにより浴槽の湯が循環する追焚き循環回路と、大気よりも高濃度の酸素を含む空気を供給可能な酸素富化装置と、前記追焚き循環回路途中の被加熱部を加熱する加熱手段と、前記被加熱部の下流側に設けられ前記酸素富化装置から供給される酸素富化空気を追焚き循環回路に混入させる混入手段と、酸素運転の入り切りを入力できる入力手段と、制御手段を備えた給湯装置。
【請求項２】
制御手段は、入力手段からの酸素運転開始信号を受け、酸素富化装置の起動に連動してポンプを起動する請求項１に記載の給湯装置。
【請求項３】
制御手段は、酸素運転を停止させる際、追焚き循環回路への酸素富化空気混入を停止させた後、遅延してポンプを停止させる請求項１または２に記載の給湯装置。
【請求項４】
追焚き循環回路に水位検出手段を備え、制御手段は水位検出手段の信号に基づいて浴槽内の人の在・不在を判断し、ポンプを起動・停止させる請求項１〜３のいずれか１項に記載の給湯装置。
【請求項５】
制御手段は、加熱手段によって被加熱部を加熱する際にはポンプを稼動状態にした後遅延して加熱手段による加熱を行う請求項３または４に記載の給湯装置。
【請求項６】
追焚き循環回路に水位検出手段を備え、制御手段は水位検知手段からの信号により浴槽の湯が排水されたことを検知すると酸素富化装置を停止させる請求項１に記載の給湯装置。
【請求項７】
ポンプによる追焚き循環流量が所定値以上かどうかを判別する判別手段を備え、前記判別手段の信号により、循環流量が所定値以下になる場合には追焚き循環回路への酸素富化空気混入を停止させる請求項１〜６のいずれか１項に記載の給湯装置。
【請求項８】
制御手段は、追焚き循環回路に混入する酸素富化空気量もしくはポンプによる水の循環流量をゆらがせる請求項１〜７のいずれか１項に記載の給湯装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は追焚き循環回路を有する給湯器の追焚き配管を利用して、浴槽内もしくは浴室内に酸素富化空気を供給する機能を有する給湯装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の酸素供給装置は、ジェットバス等の浴槽水を循環させる管路に気体を供給する供給部を設け、この供給部に酸素富化空気を供給するための酸素富化装置を設けたものである（たとえば特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、特許文献１に記載された従来の浴槽内への酸素富化空気供給装置を示すものである。図４において、１は浴槽、２は管路、３は供給部、４は吸入口、５は吐出口、７は酸素富化装置、８はポンプである。
【特許文献１】特開平４−２３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来の構成では、ジェットバスシステムの配管途中に酸素富化空気の供給部を設けたものであるため、酸素富化空気を浴槽に供給するためには、別途ジェットバスのシステムを設置することが必要であり、簡単に家庭に導入できるものではなかった。また、ジェットバスは循環させる湯の流量が大きいため、電気代や騒音等の問題で長時間使用することが難しく、十分な酸素を供給することもできないという課題を有していた。
【０００５】
本発明は、前記従来の課題を解決するもので、一般的な給湯機の追焚き循環回路に酸素富化空気を供給する構成とすることで、安価でしかも場所をとらない浴室内への酸素富化空気供給を実現し、また使用者が気兼ねなく長時間可能な酸素富化空気供給装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記従来の課題を解決するために本発明の給湯装置は、酸素富化装置から供給される大気よりも高濃度の酸素を含む空気を、給湯装置の追焚き循環回路の被加熱部下流側に設けた混入手段を介してこの追焚き循環回路へと混入する構成としたものである。この構成により、混入された酸素富化空気は追焚き循環回路を通って、浴槽内もしくは浴室へと供給される。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の給湯装置は、一般的な給湯装置の追焚き循環回路に酸素富化空気を供給する構成とすることで、安価でしかも場所をとらない浴室内への酸素富化空気供給を実現し、さらには入浴時の快適性を大きく向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
第１の発明は、ポンプにより浴槽の湯が循環する追焚き循環回路と、大気よりも高濃度の酸素を含む空気を供給可能な酸素富化装置と、前記追焚き循環回路途中の被加熱部を加熱する加熱手段と、前記被加熱部の下流側に設けられ前記酸素富化装置から供給される酸素富化空気を追焚き循環回路に混入させる混入手段と、酸素運転の入り切りを入力できる入力手段と、制御手段を備える構成としたものである。
【０００９】
この構成により、入力手段を操作することで、酸素富化装置から供給される酸素富化空気が追焚き循環回路を通って浴槽へと供給される。そして、この供給される酸素富化空気は気泡となって浴槽内へ噴出され、その後、水面で破裂して浴室内へと拡散する。その結果、入浴者の呼吸によって減少する浴室空気内の酸素を補うことができ、浴槽につかったり、シャワーを浴びたりする際の快適性が向上したり、浴室内独特の息苦しさを軽減できるといった効果が得られる。また、特に使用者が湯につかっている際、酸素富化空気の気泡が浮上破裂する場所の近傍で呼吸をすれば、酸素富化空気を直接的に吸引することも可能で、酸素の持つ覚醒効果による眠気防止や、有酸素運動に近い入浴が実現できるため身体の代謝を活発にすることが可能となる。また、湯の中に酸素が溶解することで、雑菌の繁殖防止や、ぬめりの低減効果なども期待できる。そして、この構成であれば、給湯機のケーシングの中に納まるので余分なスペースも不要であると共に、安価に作成ができるため、一般の家庭への設置も可能となる。
【００１０】
第２の発明は、特に、第１の発明において、制御手段が入力手段からの酸素運転開始信号を受け、酸素富化装置の起動に連動してポンプを起動する構成としたものである。この構成により、追焚き循環回路内に混入される酸素富化空気が効率的に浴槽内へと供給されるだけでなく、酸素富化空気が被加熱部で滞留して発生する空焚きを防止でき、機器の信頼性、安全性が向上する。またポンプを稼動させることで、浴槽内では追焚き循環回路から噴き出し流れが発生するため、酸素富化空気の気泡を、入浴中の人体近傍で浮上させることが可能となり、入浴者は姿勢を変えずに酸素富化空気を吸引することが可能となる。
【００１１】
第３の発明は、特に、第１または第２の発明において、制御手段が酸素運転を停止させる際、追焚き循環回路への酸素富化空気混入を停止させた後、遅延してポンプを停止させる構成としたものである。この構成により、酸素運転停止時にも混入された酸素富化空気が被加熱部側に逆流することを防止できるため、酸素富化空気の被加熱部における滞留を防止でき、機器の信頼性、安全性が向上する。
【００１２】
第４の発明は、特に、第１〜３のいずれかの発明において、追焚き循環回路に水位検出手段を備え、制御手段は水位検出手段の信号に基づいて浴槽内の人の在・不在を判断し、ポンプを起動・停止させる構成としたものである。この構成により、浴槽内に人が入っている際には酸素富化空気を人体近傍まで運ぶことができ、また、人が浴槽から出ている際にはポンプを休止させることで騒音の低減や、消費電力削減、さらにはポンプの長寿命化が図れる。
【００１３】
第５の発明は、特に、第３または第４の発明において、制御手段は、加熱手段によって被加熱部を加熱する際にはポンプを稼動状態にした後遅延して加熱手段による加熱を行う構成としたものである。この構成により、混入された酸素富化空気がなんらかの理由で追焚き循環回路の被加熱部に滞留していても、まずポンプが稼動されて水流によって被加熱部の滞留空気が排出されるため、加熱手段による被加熱部の空焚きが防止でき、機器の信頼性、安全性が向上する。
【００１４】
第６発明は、特に、第１の発明において、追焚き循環回路に水位検出手段を備え、制御手段は水位検知手段からの信号により浴槽の湯が排水されたことを検知すると酸素富化装置を停止させる構成としたものである。この構成により、万が一使用者が酸素運転を切り忘れても自動的に酸素富化装置が停止されるため、機器の長寿命化、無駄な消費電力の削減ができる。
【００１５】
第７の発明は、特に、第１〜６のいずれかの発明において、ポンプによる追焚き循環流量が所定値以上かどうかを判別する判別手段を備え、前記判別手段の信号により、循環流量が所定値以下になる場合には追焚き循環回路への酸素富化空気混入を停止させる構成としたものである。この構成により、酸素富化空気を追焚き循環回路に混入することで生じる配管の圧力損失が原因で循環流量が低減し、加熱手段が機能しない、追焚きに時間がかかるといった不具合をなくし、給湯機本来の機能を満足させることが可能となる。
【００１６】
第８の発明は、特に、第１〜７のいずれかの発明において、制御手段は、追焚き循環回路に混入する酸素富化空気量もしくはポンプによる水の循環流量をゆらがせる構成としたものである。この構成により、酸素富化空気もしくは浴槽内に発生する気泡によるリラックス効果に加え、単調感がなくなりさらにリラックス効果を増進させることが可能となる。また、酸素富化装置やポンプの長寿命化にもつながる。
【００１７】
以下本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施の形態によって本発明が限定されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１における給湯装置の全体構成図を示すものである。９は給湯装置本体である。１０は加熱手段としてのバーナ、１１はこのバーナの上方に設けた熱交換器、１２はバーナ１０に燃焼用の空気を送るバーナファン、１３は燃焼空気の排気口、１４は給湯回路で、給湯入口１５から入った水がバーナ１０によって加熱されて給湯出口１６へと至り、カラン１７等から吐出される。１８は追焚き循環回路であり、この追焚き循環回路１８上には、ポンプ１９を起点とする流れの順に、熱交換器１１の一部をなすとともに被加熱部である熱交流路２０、追焚き循環流路１８を流れる水の量が所定流量（ここでは４Ｌ／分とした）以上になるとスイッチがオンする一般的なフロースイッチ（判別手段）２１、混入手段としてのエゼクタ２２が設けられ、給湯装置本体９から外部へと至る。また、浴槽２３には追焚きアダプタ２４が固設されており、この追焚きアダプタ２４と給湯装置本体９は往き管２５および戻り管２６によって接続される。なお、往き管２５は先述のエゼクタ２２の下流側に接続され、また戻り管２６は浴槽２３の水位を検知する水位検知手段である水位センサー２７を経てポンプ１９へと接続される。なお、この水位センサー２７は微少な圧力変化を感知可能な圧力センサーであり、浴槽に水またはお湯を溜めることで発生する圧力を検知してその水位を検知するものである。
【００１９】
また、２８は酸素富化装置であり、この酸素富化装置２８は酸素富化膜２９、空気を減圧して酸素富化膜２９に空気を通して酸素富化空気を得るための真空ポンプ３０、酸素富化膜２９に新鮮空気を送るための送風ファン３１で構成されている。また、３２は制御手段であり、３３は給湯装置本体９を遠隔操作可能な入力手段としてのリモコンである。
【００２０】
図２は、本発明の実施の形態１における給湯装置のリモコン３３の一例を示すものである。この図２において、３４は酸素運転スイッチ、３５は自動スイッチ、３６は追焚きスイッチである。また、図２（ａ）は浴室に設置する風呂リモコン、図２（ｂ）は浴室の外、例えば台所などに設置する台所リモコンである。
【００２１】
以上のように構成された給湯装置について、以下その動作、作用を説明する。まず、使用者がリモコン３３に設けた酸素運転スイッチ３４を押すと、制御手段３２は酸素富化装置２８から酸素富化空気を供給するために真空ポンプ３０を起動するが、ほぼ同時のタイミングでポンプ１９を稼動させる。このことにより、酸素富化膜２９に負圧が生じ大気よりも高濃度の酸素を含むいわゆる酸素富化空気がエゼクタ２２へと供給され、このエゼクタ２２において酸素富化空気は追焚き循環回路１８内を流れるお湯の中へと混入される。管路中でお湯へと混入された酸素富化空気はポンプ１９が作り出す追焚き循環回路内１８のお湯の流れ（図１中矢印）に乗って追焚きアダプタ２４を介して浴槽２３内へと至り、気泡３７となって浴槽湯の中に現出した後、水面で破裂し、浴室内へと拡散する。
【００２２】
ここで、ポンプ１９が作り出すお湯の流れによって、エゼクタ２２では真空ポンプ３０を介して供給される酸素富化空気を吸引する方向に負圧が発生する。これは真空ポンプ３０の負荷を軽減し、安定した酸素富化空気の混入が図れるという効果が得られるだけでなく、一般的にエゼクタ効果を利用して液体に気体を混入すると、混入された気体は液体中で細かな気泡になりやすく、気液混相流が配管中を流れる際の騒音低減や、追焚きアダプタ２４から噴出される気泡３７が細かいため入浴者に対して安心感ややすらぎを与えることができる等の効果が得られる。
【００２３】
また、熱交流路２０の下流側で酸素富化空気を混入する構成としたこと、さらには酸素富化空気を混入する際にポンプ１９を起動して混入した気体が熱交流路２０側へと逆流しない構成としたことにより、熱交流路２０に気体が滞留することがなく、バーナ１０に着火して追焚き動作を行う際にも空焚き状態が生じるのを防止でき、機器の信頼性や安全性の向上が図れる。
【００２４】
なお、ここで供給される酸素富化空気の酸素濃度は、大気中が２１％程度であるのに対し、約３０％とかなり高い値となっており、この酸素富化空気を吸いながら入浴することで、入浴者の温浴効果や快適性の向上が図れるとともに、酸素の持つ覚醒効果により入浴中の居眠り防止等の効果が期待できる。さらには、浴槽のお湯に酸素が溶け込むことにより雑菌の発生を押さえ、ぬめりや臭いを減少させる効果も期待できる。そして、この構成であれば、給湯機のケーシング９の中に納まるので余分なスペースも不用であると共に、安価に作成も可能であるため、一般の家庭への設置も可能である。
【００２５】
なお、ここでは真空ポンプ３０によって供給される酸素富化空気の量は騒音や配管抵抗の上昇を考慮して約２〜３Ｌ／分になるよう設定したが、この値にこだわる必要性はなく、設置条件やポンプ１９の性能等に応じて適切な設定とすればよい。
【００２６】
なおまた、ここでは酸素富化装置２８を起動するのとほぼ同時にポンプ１９を起動させる構成としたが、例えばポンプ１９を起動してエゼクタ２２に負圧を発生させてから真空ポンプ３０を起動してもよく、このように動作させることで、真空ポンプ３０の起動時負荷が低減でき、長寿命化といった効果も得られる。
【００２７】
これまで述べた酸素運転は、酸素富化装置により大気よりも高濃度の酸素を含む空気を供給する工程であるが、使用者がリモコン３３の酸素スイッチ３４を再度押すか、もしくは制御手段３２が連続稼動時間を計時して自動停止させることで終了される。この酸素運転停止時、制御手段３２は酸素富化装置２８を停止させた後、遅延してポンプ１９を停止させる。これはエゼクタ２２を介して追焚き循環回路１８内に混入された酸素富化空気が、本来の水の流れに逆行して熱交流路２０で滞留することを防止するための措置である。つまり酸素富化空気の混入を停止した後、しばらくポンプ１９を稼動させることで、混入された酸素富化空気は給湯装置本体９の外部へ流出し、往き管２５内で滞留するか、もしくは浴槽２３内へと排出される。この動作を行うことで、熱交流路２０の空焚きが防止でき、機器の信頼性が向上する。
【００２８】
なおここでは、連続運転が２０分間継続されると、制御手段３２は自動的に停止させる構成としたが、これは使用者が酸素運転を停止し忘れた場合への措置で、このように動作させることで無駄な電力消費を削減し、さらには機器の長寿命化を図ることが可能となる。ただし、この連続稼動時間については固定である必要はなく、使用者が数種類の設定時間から選択できるようにすればさらに使い勝手が向上するものである。
【００２９】
また、本実施例は浴槽２３の水位を検知できる水位センサー２７を備えた構成であるため、この信号に基づいてポンプ１９の入り切りや酸素運転の停止を行うことも可能である。
【００３０】
まずこの一例として、水位センサー２７の信号に基づいて入浴者が浴槽に入っているかどうかを検知してポンプ１９の運転を制御する場合について説明する。
【００３１】
使用者がリモコン３３の酸素スイッチ３４を押し、酸素運転を開始させると、制御手段３２は水位センサー２７の出力信号を確認する。ここで浴槽２３内に人が入っていないと判断されると、制御手段３２はポンプ１９を稼動させずに酸素富化装置２８に備えた真空ポンプ３０のみを稼動させる。この動作が行われると、エゼクタ２２から混入された酸素富化空気は追焚き循環回路１８を通って解放端である追焚きアダプタ２４から浴槽２３内へと流出する。このとき、ポンプ１９が稼動していないため、追焚き循環回路１８内には水の流れは発生しておらず、当然のことながら追焚きアダプタ２４からの噴き出し流れも発生しない。そのため、混入された酸素富化空気は３７に示すような気泡流れにはならず、追焚きアダプタ２４の真上に上昇することとなるが、追焚き循環回路１８内で水の流れがないため管内圧力が低く、結果的に真空ポンプ３０の負荷を大幅に軽減することが可能となる。また、入浴する人が浴槽につかっていない状態では供給される酸素富化空気が浴室内に充満するように作用すればよく、追焚きアダプタ２４から気泡混じりの噴き出し流れを形成する必要はない。
【００３２】
次に水位センサー２７からの信号により人が浴槽に入ったことが検知されると、制御手段３２は真空ポンプ３０の稼動はそのままにポンプ１９を起動する。この動作が為されると、追焚き循環回路１８内にはポンプ１９によって循環流れが形成され、配管内に混入された酸素富化空気は追焚きアダプタ２４からのお湯の噴き出し流れに乗って浴槽２３の中心付近まで搬送される。その結果、入浴者の顔近傍で酸素富化空気が水面に浮上破裂するため、使用者はゆったりとした姿勢で酸素富化空気を直接吸引でき、酸素の持つリフレッシュ効果を増長させることができる。また、細かな気泡が入浴者の身体に接しながら浮上するため、非常に柔らかな体感が得られ、入浴時の快適性も向上する。
【００３３】
なお、追焚きアダプタ２４は様々な種類があるが、噴き出し側のノズルが浴槽中央に向いて開口するいわゆるジェットタイプのアダプタを用いると上記の効果はさらに大きなものとなる。
【００３４】
ここで再度入浴者がシャワーを浴びるなどするために浴槽２３から出た場合には、当然水位センサー２７の信号によってこの事実が認識できるため、制御手段３２はポンプ１９を停止させる。このように入浴者が浴槽につかっているときにのみポンプ１９を稼動する構成とすることで、ポンプ１９の稼動時間を短縮でき、この長寿命化が図れる。また先述したように、ポンプ１９が稼動していないときは真空ポンプ３０の負荷も小さくなるため、ここでも機器の長寿命化が図れることになる。
【００３５】
なお、このような動作途中で湯温が低下し追焚きをする必要性が生じた場合、制御手段３２はまず、ポンプ１９を稼動した後遅延してバーナ１０に着火する。これは熱交流路２０に酸素富化空気が滞留することによる不具合を解消するための動作であり、これを行うことで空焚きの心配もなくなる。
【００３６】
水位センサー２７の信号に基づいて酸素運転の制御を行う例として、浴槽２３の湯が排水されたことを検知して酸素運転を停止することも考えられる。これは、例えば最終の入浴者が入浴を終え、浴槽２３の排水栓（図示せず）を抜いて浴室の外へ出ていく場合等に有効で、もし、入浴者が酸素運転を停止し忘れても制御手段３２がお風呂の使用終了を自動的に認識して酸素運転を停止するため、無駄な消費電力を削減することができる。具体的な動作としては、排水栓が抜かれると、水位センサー２７によって水位が時間と共に低くなっていくことが検知されるが、制御手段３２はこの時間経過と水位の関係から排水栓が抜かれたと判断するかもしくは追焚きアダプタ２４の高さまで水位が下がったことを検知して排水栓が抜かれたと判断し、酸素富化装置２８の運転を停止する。
【００３７】
また、浴槽２３に溜めた湯の温度が低下し、使用者が追焚きスイッチ３６を押すか、もしくは自動運転状態において制御手段３２が追焚き必要と判断した場合には、ポンプ１９の起動とともにバーナ１０が着火され、追焚き運転が開始される。この場合、安全性を考慮すると、追焚き循環回路１８内において所定量以上の循環流量が確保された上でバーナ１０に着火することが望ましいが、本実施例の給湯装置では追焚き循環回路１８に酸素富化空気を混入する構成であるため、設置条件によっては管路内の圧力損失が大きくなりすぎて循環流量が不足することも考えられる。そこで、酸素運転と追焚き動作が重なる場合において循環流量が不足する場合、つまりフロースイッチ２１がオンしない流量しか循環できない場合には、酸素富化装置２８の運転を一時中断することで追焚き運転中のみ管路内の圧力損失を低減させ、循環流量を確保することも可能である。こうすることでバーナ１０が着火できないといった不具合はもちろん、追焚きに必要以上に時間がかかるといった問題も解決でき、使い勝手の向上につながる。
【００３８】
なお、ここではフロースイッチ２１の信号に基づいて酸素富化装置の起動停止を制御したが、酸素運転時に追焚きの要求があれば必ず酸素運転を一時中断することも可能である。
【００３９】
また、制御手段３２は酸素運転中にポンプ１９もしくは真空ポンプ３０を制御して追焚き循環回路１８を循環するお湯の流量や、混入される酸素富化空気の流量をゆらがせることも可能である。これは入浴者に単調感を与えず、入浴時の快適性をさらに向上させることのできるもので、単純な周期的なゆらぎから一般的な１／ｆゆらぎを与えるなど、様々な応用が考えられる。具体的にはポンプ１９や真空ポンプ３０がＤＣモータの場合にはその電圧を可変することで容易に実現できるが、もしＡＣモータによって駆動されている場合には断続的に電源供給を行うなどの方法で、それぞれの流量をゆらがせることが可能となる。
【００４０】
なお、本発明の給湯装置は、その熱源（加熱手段）がガス燃焼によるものに限らず、石油給湯器（石油燃焼を熱源としたもの）、電気給湯器、ヒートポンプ給湯器（ヒートポンプシステムを熱源としたもの）などにも利用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
以上のように本発明に係る給湯装置は、安価でしかも場所をとらない浴室内への酸素富化空気供給を実現が可能となるものである。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１における給湯装置の全体構成図
【図２】（ａ）本発明の実施の形態１における給湯装置の入力手段（風呂リモコン）を表す構成図（ｂ）同、給湯装置の入力手段（台所リモコン）を表す構成図
【図３】従来の給湯装置の全体構成図
【符号の説明】
【００４３】
１０  バーナ（加熱手段）
１８  追焚き循環回路
１９  ポンプ
２０  熱交流路（被加熱部）
２１  フロースイッチ（判別手段）
２２  エゼクタ（混入手段）
２７  水位センサー（水位検知手段）
２８  酸素富化装置
３２  制御手段
３３  リモコン（入力手段）
３４  酸素スイッチ
【図１】
2005055101.tif 000003
【図３】
2005055101.tif 000004
【図２】
2005055101.tif 000005